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目前点到点的密集波分复用(DWDM)技术基本成熟,光纤通信的研究热点主要集中在全光网方面。随着光无源以太网的推广使用,为了提高光网络的工作效率,在用户接入网中提供光交换功能成为未来的发展趋势。在课题组之前完成的低串扰光交换节点的基础上,本文以光交换节点实现智能化的实时光链路交换为目的进行了设计,主要内容包括:(1)在广泛查阅国内外文献的基础上,分析了光网络中光交换节点(OXC)的构成与功能,并研究光交换实现方法的最新进展与发展动态。对构成光交换矩阵的各种光开关作了详细的归纳与分类,论述了各种类型光开关的性能及应用范围。(2)详细分析了目前的通信网络中TCP/IP通信的数据格式特征,从以太网出发,设计出一种从地址解析协议中获取链接信息的方法。将之前实验室研制的低串扰光交换矩阵作为基础,在保留其串口通信接口的基础上,加入基于以太网接口的交换控制模块,将只能由人为控制建立光链路的光交换矩阵升级为可以根据用户的数据发送情况自动建立光链路的自动交换系统。对交换控制模块的硬件设计进行了详细论述,通过搭建的实验网络证明了这个方案的可行性。(3)验证GIDB型结构光交换矩阵对串扰的抑制能力,并且设计了基于UDP报文的串扰间接测试方式,通过实验分析在以太网通信的条件下光学串扰的影响,得出光学串扰的影响会被GIDB型结构光交换矩阵抑制和减弱的结论。这个实验结果表明,未来随着用户数据量的加大,在考虑采用光接入网时,在综合考虑数据传输过程中的纠错和低串扰光交换矩阵对串扰的抑制作用的情况下,构成光交换矩阵的光开关单元的串扰系数指标可以被提高到-10dB甚至更高。光交换矩阵的成本会大幅下降。(4)对课题研究成果作了总结回顾,并针对设计的不足之处提出了几条改进意见。